RU2129966C1 - High-speed train axle box unit - Google Patents
High-speed train axle box unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2129966C1 RU2129966C1 RU97118626A RU97118626A RU2129966C1 RU 2129966 C1 RU2129966 C1 RU 2129966C1 RU 97118626 A RU97118626 A RU 97118626A RU 97118626 A RU97118626 A RU 97118626A RU 2129966 C1 RU2129966 C1 RU 2129966C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- axle box
- housing
- bearings
- axle
- box unit
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а более конкретно к одному из важнейших узлов любого вагона или локомотива, а именно к буксовому узлу скоростного подвижного состава. The invention relates to railway transport, and more specifically to one of the most important nodes of any car or locomotive, and in particular to the axle box of a high-speed rolling stock.
В основном буксовый узел предназначен для передачи всей нагрузки от вагона или локомотива на шейки осей колесных пар и, кроме этого, корпус буксового узла содержит смазку и защищает подшипники от попадания инородных элементов: пыли, песка, воды и пр. загрязнений. Basically, the axle box assembly is designed to transfer all the load from the car or locomotive to the necks of the axles of the wheelsets and, in addition, the axle box housing contains lubricant and protects the bearings from the ingress of foreign elements: dust, sand, water and other impurities.
Буксовый узел работает в весьма тяжелых условиях и является одним из самых ответственных узлов подвижного состава от состояния которого зависит, как нормальная работа подвижного состава, так и безопасность движения. The axle box unit operates in very difficult conditions and is one of the most critical units of the rolling stock, the state of which determines both the normal operation of the rolling stock and the safety of the movement.
Особенно большое значение приобретает буксовый узел при создании и эксплуатации скоростных железных дорог. The axle box is especially important in the creation and operation of high-speed railways.
В общем случае буксовый узел состоит из следующих элементов: корпуса, подшипников, лабиринтного уплотнительного устройства, смазочного устройства со смазкой, крышки буксы, прокладок, крепящих элементов. In the general case, the axle box assembly consists of the following elements: housing, bearings, labyrinth sealing device, lubricating device with lubricant, axle box cover, gaskets, fastening elements.
К известным аналогам относится буксовый узел с подшипником скольжения (см., к примеру, книгу: "Пособие слесарю по техническому обслуживанию вагонов", авторы: Е.А. Мазуров и И.П. Позняков, изд. "Транспорт", Москва, 1990 г. , стр. 120, рис. 45), где подшипник состоит из стального корпуса, бронзовой заливки, а между подшипниками и потолком корпуса установлен буксовый вкладыш, который служит для удержания подшипника в верхней части корпуса буксы. Подшипник охватывает шейку оси сверху на угол 120o, а ниже шейки оси установлен польстер со смазкой.Known analogues include the axle box with a sliding bearing (see, for example, the book: “A Handbook for Locksmiths on Wagon Maintenance”, authors: EA Mazurov and IP Poznyakov, Transport ed., Moscow, 1990 d., p. 120, Fig. 45), where the bearing consists of a steel housing, bronze casting, and an axle box is installed between the bearings and the housing ceiling, which serves to hold the bearing in the upper part of the axle box housing. The bearing covers the neck of the axis from above at an angle of 120 o , and a polster with grease is installed below the axis of the axis.
Известная конструкция описанного буксового узла имеет много недостатков:
а) применение для заливки подшипников антифрикционного сплава - баббита, содержащего олово, свинец и пр., значительно удорожает буксовый узел;
б) не позволяет значительно увеличивать скорость, так как происходит сильный разогрев и выплавление баббита;
в) недостаточная надежность подшипников скольжения, что приводит к горению буксовых узлов и выходу части подвижного состава из строя;
г) значительное удельное сопротивление подвижного состава при трогании с места;
д) значительный расход топлива и эл. энергии на преодоление трения скольжения в подшипниках;
е) большой расход цветных металлов и смазки;
ж) значительный объем работ по осмотру и обслуживанию;
з) необходимость часто менять подбивочные материалы и загрязненное осевое масло;
и) частые отказы в работе по сравнению с другими частями вагонов;
к) неравномерный износ баббитового слоя по длине подшипника;
л) неприемлем для использования при скоростном движении подвижного состава и пр.The known design of the described axle box assembly has many disadvantages:
a) the use of anti-friction alloy - babbitt, containing tin, lead, etc., for pouring bearings, significantly increases the axle box cost;
b) does not allow to significantly increase the speed, since there is a strong heating and melting of babbitt;
c) insufficient reliability of sliding bearings, which leads to the burning of axle boxes and the failure of part of the rolling stock;
d) significant resistivity of the rolling stock when starting;
d) significant fuel consumption and email. energy to overcome sliding friction in bearings;
e) high consumption of non-ferrous metals and grease;
g) a significant amount of work on inspection and maintenance;
h) the need to frequently change tamping materials and contaminated axial oil;
i) frequent failures in operation compared to other parts of wagons;
j) uneven wear of the babbitt layer along the length of the bearing;
k) is unacceptable for use in high-speed movement of rolling stock, etc.
Таким образом буксовый узел с подшипниками скольжения, является самым уязвимым узлом подвижного состава. Однако такой буксовый узел просуществовал десятки лет без каких-либо серьезных изменений и только с 1982 г. прекращен выпуск новых вагонов с подшипниками скольжения (но старые конструкции вагонов с подшипниками скольжения еще находятся в эксплуатации). Thus, the axle box with sliding bearings is the most vulnerable unit of the rolling stock. However, this axle box unit lasted for decades without any major changes, and only in 1982 the production of new cars with sliding bearings was stopped (but the old designs of cars with sliding bearings are still in operation).
Наиболее эффективным и близким по своей технической сути к предлагаемому техническому решению является буксовый узел (см. , к примеру, книгу: "Вагоны", авторы: И. Ф. Пастухов и др., изд. "Транспорт", Москва, 1988 г., стр. 46, рис. 3.2) пассажирского вагона с цилиндрическими роликовыми подшипниками, установленными по горячей посадке на вагонной оси. The most efficient and closest in its technical essence to the proposed technical solution is the axle box unit (see, for example, the book: “Wagons”, authors: I.F. Pastukhov et al., “Transport” publishing house, Moscow, 1988). , p. 46, Fig. 3.2) of a passenger wagon with cylindrical roller bearings mounted on a hot landing on the wagon axis.
Указанный буксовый узел с роликовыми подшипниками также имеет корпус, в котором размещены два подшипника - передний и задний с цилиндрическими роликами, причем внутренние кольца подшипников посажены на шейку оси по горячей посадке, а наружные свободно установлены в корпус буксы. The specified axle box assembly with roller bearings also has a housing in which two bearings are located - front and rear with cylindrical rollers, with the inner rings of the bearings seated on the axle neck in a hot seat, and the outer ones freely mounted in the axle box.
Корпус закрыт со стороны колеса лабиринтным уплотнением, а спереди - крепительной и смотровой крышками с крепящими элементами. The casing is closed on the wheel side by a labyrinth seal, and in front by a fastening and viewing caps with fastening elements.
К недостаткам такого буксового узла относятся:
м) практически любая неисправность роликовой буксы чаще всего приводят к ее горению;
н) нормальный нагрев роликовой буксы очень небольшой: не более 70oC;
о) необходимо постоянное наблюдение за нагревом;
п) только незначительная часть тепла отводится через шейку оси и корпусом буксы, что недостаточно эффективно для скоростного подвижного состава;
р) недостаточная долговечность и безотказность работы применительно к скоростям (200 - 300 км/ч) скоростного подвижного состава;
с) отсутствие охлаждающих устройств, предотвращающих чрезмерный перегрев при высоких скоростях подвижного состава.The disadvantages of this axle box assembly include:
m) almost any malfunction of the axlebox most often leads to its burning;
m) the normal heating of the axlebox is very small: not more than 70 o C;
n) continuous monitoring of heating is necessary;
o) only an insignificant part of the heat is removed through the neck of the axis and the axle box body, which is not effective enough for high-speed rolling stock;
p) insufficient durability and failure-free operation in relation to the speeds (200 - 300 km / h) of high-speed rolling stock;
c) the absence of cooling devices to prevent excessive overheating at high speeds of the rolling stock.
Задачей предполагаемого изобретения является увеличение долговечности и безотказности работы буксового узла при больших скоростях (200 - 300 км/ч), в основном пассажирского, скоростного подвижного состава. The objective of the proposed invention is to increase the durability and reliability of the axle box assembly at high speeds (200 - 300 km / h), mainly passenger, high-speed rolling stock.
Поставленная задача решается тем, что буксовый узел скоростного подвижного состава содержащий: корпус с боковыми приливами для крепления к тележке вагона, выполненный с лабиринтной частью и ребрами жесткости; лабиринтное кольцо на оси и подшипники качения передний и задний, закрепленные торцевой шайбой на шейке оси с помощью крепящих элементов и крепительной крышки и смотровую крышку, имеет в верхней потолочной части корпуса бобышки со сквозными отверстиями, в которых жестко заподлицо с внутренней посадочной поверхностью под подшипники установлены (к примеру, впаяны твердым припоем) испарительные концы S-образных тепловых трубок (тепловых диодов), которые расположены под углом к наружной образующей поверхности корпуса, а наружные конденсирующие свободные концы, указанных тепловых трубок, выступают над образующей поверхностью корпуса, в сторону смотровой крышки. The problem is solved in that the axle box of the high-speed rolling stock comprising: a body with side tides for attachment to the wagon trolley, made with a labyrinth part and stiffeners; a labyrinth ring on the axis and rolling bearings front and rear, fixed with an end plate on the axis neck with the help of fasteners and a fastening cover and an inspection cover, has bosses in the upper ceiling of the housing body with through holes in which are mounted rigidly flush with the internal seating surface for bearings (for example, soldered by brazing) the evaporative ends of S-shaped heat pipes (thermal diodes), which are located at an angle to the outer forming surface of the housing, and the outer condenser The free ends of these heat pipes protrude above the generatrix of the housing toward the inspection cover.
Новизна предполагаемого изобретения состоит в том, что благодаря наличию в корпусе роликовой буксы тепловых трубок и их расположения, производиться интенсивный отбор тепла от роликовых подшипников, вывод его за пределы корпуса буксы и рассеивание в окружающее пространство. The novelty of the proposed invention lies in the fact that due to the presence in the casing of the roller axle of the heat pipes and their location, intensive heat is removed from the roller bearings, it is removed from the casing of the axle box and dispersed into the surrounding space.
Существенность отличий заключается в том, что благодаря наличию указанных тепловых трубок в корпусе роликовой буксы, их формы и расположения, появляется новое свойств - увеличивается долговечность и безотказность работы буксового узла при больших скоростях (200 - 300 км/ч) подвижного скоростного состава во время эксплуатации при движении. The significance of the differences lies in the fact that due to the presence of these heat pipes in the roller axle case, their shape and location, a new property appears - the durability and reliability of the axle box assembly at high speeds (200 - 300 km / h) of the rolling speed train increases during operation when moving.
Указанные свойства позволяют увеличить скорость подвижного состава, время эксплуатации подшипниковых пар буксового узла, значительно увеличивают надежность, сокращают время простоев и ремонта скоростного подвижного состава. These properties allow you to increase the speed of the rolling stock, the operating time of the bearing pairs of the axle box assembly, significantly increase reliability, reduce downtime and repair of high-speed rolling stock.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 показан буксовый узел скоростного подвижного состава в сечении по А-А вдоль вагонной оси;
на фиг. 2 показан буксовый узел на виде сверху;
на фиг. 3 показан буксовый узел на виде справа, по стрелке Б.The essence of the invention is illustrated by drawings, where:
in FIG. 1 shows the axle box assembly of a high-speed rolling stock in section along AA along the wagon axis;
in FIG. 2 shows a box assembly in a plan view;
in FIG. 3 shows the axle box in the right view, along arrow B.
На чертеже буквами обозначены: d - наружный диаметр тепловой трубки; r - внутренний радиус изгиба тепловой трубки; R - радиус окружности, на которой лежат центры осей конденсирующих торцов тепловых трубок; α - центральный угол между конденсирующих концов тепловых трубок одного подшипника; β - угол между тепловой трубкой и образующей поверхностью корпуса; O - центр буксового узла; x-x - продольная горизонтальная ось буксового узла. In the drawing, the letters indicate: d is the outer diameter of the heat pipe; r is the internal bending radius of the heat pipe; R is the radius of the circle on which the centers of the axes of the condensing ends of the heat pipes lie; α is the central angle between the condensing ends of the heat pipes of one bearing; β is the angle between the heat pipe and the forming surface of the housing; O is the center of the axle box; x-x is the longitudinal horizontal axis of the axle box assembly.
Предлагаемый буксовый узел скоростного подвижного состава (см. фиг. 1; 2; 3) установлен на шейке 1 оси 2 колесной пары, причем внутренние кольца 3, цилиндрических роликовых подшипников, как переднего 4, так и заднего 5, неподвижно посажены на указанную шейку 1 оси 2 по горячей посадке (Тп или Гп), а наружные кольца 6 свободно устанавливаются в корпус 7 буксы. The proposed axle box assembly of high-speed rolling stock (see Fig. 1; 2; 3) is mounted on the neck 1 of the
Буксовый корпус 7 закрыт со стороны колес лабиринтным кольцом 8, а спереди - крепительной крышкой 9 с уплотнительной прокладкой 10 и со смотровой крышкой 11 с помощью крепящих элементов, к примеру, болтов 12. The
С торца шейки 1 установлена торцевая шайба 13, закрепленная болтами 14 со стопорной отгибной шайбой 15 от самоотвинчивания. An end washer 13 is mounted from the end of the neck 1, fastened with bolts 14 with a lock-off washer 15 from self-unscrewing.
Корпус 7 буксы отлит цилиндрической формы и выполнен за одно целое с лабиринтной частью, а по бокам имеет приливы 16 и пазы для соединения с боковой рамой тележки вагона, выступы 17 для крепления крышек 9 и 11 и ребра жесткости. The
В потолке 18 корпуса 7 буксы, над местом посадки наружных колец 6, переднего 4 и заднего 5 подшипников, жестко установлены (к примеру, впаяны твердым припоем) в сквозные отверстия диаметром d, в утолщениях - бобышек испарительные части 19 S-образных тепловых трубок 20, которые расположены под углом β (к примеру, β ≈ 3...5o) к образующей поверхности корпуса 7 буксы, а конденсирующие части 21 выступают над образующей поверхностью корпуса 7 буксы, в сторону смотровой крышки.In the ceiling 18 of the
Указанная S-образная тепловая трубка 20 представляет собой простейший гладкостенный тепловой диод (т.е. термосифон), которая способна интенсивно отводить тепло в одну сторону, т.е. от колец 6 подшипников 4 и 5, где она контактирует с ними своей испарительной частью 19, в сторону конденсирующей части 21, за пределы корпуса 7, в окружающую среду. Said S-shaped heat pipe 20 is a simple smooth-walled thermal diode (i.e. a thermosiphon) that is capable of intensively removing heat in one direction, i.e. from rings 6 of
Сквозные отверстия диаметром d выполнены в корпусе 7 вдоль радиуса, к центру O корпуса 7 буксы, с центральным углом α друг к другу, над каждым из подшипников 4 и 5. Общая выпрямленная длина тепловой трубки 20 может быть различна, в зависимости от требований конкретной конструкции. Through holes with a diameter of d are made in the
После жесткой установки тепловых трубок 20, в корпусе 7 они обрабатываются совместно с посадочными местами наружных колец 6, а в центре корпуса 7 буксы, между посадочных мест наружных колец 6, делается (снаружи) глухое отверстие 22 для установки термодатчика контроля температуры нагрева подшипников (на чертеже термодатчик не показан). After the heat pipes 20 are rigidly installed, in the
Центры конденсирующих торцов 21 должны лежать на окружности радиуса R от центра корпуса 7. The centers of the
На конденсирующих концах 21 тепловых трубок 20 возможно выполнение оребрения с помощью напайки охлаждающих шайб, проволоки и пр. At the
Для защиты от случайных механических повреждений конденсирующих концов 21 возможно выполнение защитных ребер жесткости при литье корпуса 7 по его центру, между тепловых труб 20, параллельно оси x-x. To protect against accidental mechanical damage to the
В корпус 7 буксы закладывается необходимое количество смазки. In the
При работе (т.е. в момент скоростного движения подвижного состава) часть тепла от подшипников качения 4 и 5 отводится шейкой 1 оси 2 и корпусом 7 буксового узла. During operation (i.e., at the moment of high-speed movement of the rolling stock), part of the heat from the
Но с ростом скоростей движения подвижного состава, а также с увеличением безостановочного участка пробега до 500 - 600 км, растет и выделение тепла в буксовом узле, что приводит его к выходу из строя, а в тяжелых случаях - и к аварии. But with increasing speeds of the rolling stock, as well as with an increase in the non-stop path to 500-600 km, the heat generation in the axle box also increases, which leads to failure, and in severe cases, to an accident.
Поскольку нагрев подшипников 4 и 5 буксового узла роликовой буксы допускает нагрев только до 70oC (при 100o...120oC происходит распрессовка внутренних колец 3 на шейки 1 оси 2, что ведет к аварии), то это обстоятельство ограничивает, как увеличение скорости подвижного состава, так и ведет к ограничению величины участка его пробега.Since the heating of
Но поскольку при работе тепловых труб 20, расположенных в потолке 18 корпуса 7 буксы, над местом посадки наружных колец 6 подшипников 4 и 5, интенсивно отсасывается от них тепло, которое выводится наружу в окружающее пространство и рассеивается в нем, то это позволяет увеличивать скорость подвижного состава величину участка его пробега, а также повышает долговечность и надежность работы буксового узла, следовательно, и всего скоростного подвижного состава в целом, не выходя за пределы допустимых норм нагрева. But since during the operation of heat pipes 20 located in the ceiling 18 of the
Следует отметить, что сами тепловые трубы 20 при эксплуатации не требуют никакого дополнительного обслуживания и надежно работают в любых условиях. It should be noted that the heat pipes 20 themselves during operation do not require any additional maintenance and work reliably in any conditions.
Наиболее рационально использовать предлагаемое техническое решение по своему прямому назначению, т.е. для повышения эффективности работы буксовых узлов скоростного подвижного состава. It is most rational to use the proposed technical solution for its intended purpose, i.e. to increase the operational efficiency of axlebox units of high-speed rolling stock.
Реализация предложенного технического решения, с учетом его преимуществ, не требует существенных затрат и изменения технологии изготовления буксовых узлов, но весьма значительно увеличивает долговечность и надежность их, позволяет увеличить скорость и величину участков пробега подвижного состава, а также безопасность движения, что дает определенный технический и экономический эффект. Implementation of the proposed technical solution, taking into account its advantages, does not require significant costs and changes in the technology of manufacturing axlebox assemblies, but it very significantly increases their durability and reliability, allows to increase the speed and size of the mileage sections of the rolling stock, as well as traffic safety, which gives a certain technical and economic effect.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97118626A RU2129966C1 (en) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | High-speed train axle box unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97118626A RU2129966C1 (en) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | High-speed train axle box unit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2129966C1 true RU2129966C1 (en) | 1999-05-10 |
Family
ID=20198872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97118626A RU2129966C1 (en) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | High-speed train axle box unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2129966C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2442914C1 (en) * | 2010-03-08 | 2012-02-20 | Амстед Рэйл Компани, Инк. | Bearing seal of railway wagon |
| RU2450176C2 (en) * | 2009-04-27 | 2012-05-10 | Амстед Рэйл Компани, Инк. | Rolling bearing |
-
1997
- 1997-11-12 RU RU97118626A patent/RU2129966C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Пастухов И.Ф. и др. - М.: Транспорт, 1988 с.46, рис. 3,2 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2450176C2 (en) * | 2009-04-27 | 2012-05-10 | Амстед Рэйл Компани, Инк. | Rolling bearing |
| RU2442914C1 (en) * | 2010-03-08 | 2012-02-20 | Амстед Рэйл Компани, Инк. | Bearing seal of railway wagon |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103836067A (en) | Sealed self-aligning roller bearing for high-speed rail and repair method thereof | |
| US1002442A (en) | Car journal-box. | |
| RU2129966C1 (en) | High-speed train axle box unit | |
| CA1056890A (en) | Bearings | |
| WO2018054016A1 (en) | Retarder, power system, straddling rail train and rail transit system | |
| US2720431A (en) | Journal bearing | |
| RU2425767C1 (en) | Axle box bearing assembly | |
| RU2449910C2 (en) | Method of decreasing wear in rail-wheel system and device to this end | |
| CN108437695A (en) | Heavy duty goods train axle system | |
| CN109532919B (en) | Grounding device for variable-gauge wheel pair and variable-gauge railway vehicle | |
| US2802705A (en) | Roller bearing journal box | |
| CN114435419A (en) | Non-power bogie with built-in primary suspension system and axle box for high-speed motor train unit | |
| US8246096B2 (en) | Differential action railroad car axle assembly | |
| RU2334137C2 (en) | Cageless radial rolling-contact roller bearing | |
| US3138115A (en) | Traction motor axle suspension | |
| JPH0421823Y2 (en) | ||
| CN221541253U (en) | IP67 protection level's ground connection reflux unit | |
| JPS61252916A (en) | Hybrid bearing | |
| CN211494064U (en) | Axle box assembly and railway bogie | |
| RU220831U1 (en) | Axle box bearing unit | |
| RU215970U1 (en) | MOTOR-AXLE BEARING ASSEMBLY OF WHEEL-MOTOR UNIT WITH ELASTIC GEAR OF RAILWAY VEHICLE | |
| US3588204A (en) | Axle-box for axle of pair of wheels of track rolling stock | |
| RU223271U1 (en) | Wheel-motor unit | |
| CN215322542U (en) | A high temperature resistant oil-free bearing autoclave | |
| US1491333A (en) | Car-axle journal |